碳载体预处理对CoTMPP/BP电催化剂氧还原性能的影响

摘要

采用微波加热合成法制备了CoTMPP/BP电化学氧还原催化剂.采用旋转圆盘电极(RDE)研究了BP2000碳载体经30%H2O2或6 mol·L-1HNO3化学预处理后对催化剂氧还原催化活性的影响,并且在PEM燃料电池工作站上测试了不同CoTMPP/BP催化剂的燃料电池单电池性能.结果表明,碳载体经过化学预处理后催化剂性能有显著的提高,并且30%H2O2处理效果更好.采用IR、XRD和XPS进一步分析了载体化学预处理对催化剂活性影响的机理:IR结果表明预处理后载体表面羟基(-OH)等含氧基团增多;XRD分析表明900℃热处理后催化剂中有Co3C(101)和金属态Co(111)结构出现;XPS分析表明碳载体预处理后N原子表面浓度以及组分N1和CoⅢ相对比例升高,有利于Co-N4-C活性位的形成,然而组分N1,O1s CoⅢ和CoⅡ的结合能(BE)有所下降.